一种基于虚拟同步发电机控制的并网逆变器故障穿越控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于虚拟同步发电机控制的并网逆变器故障穿越控制方法，其主要控制措施为：加入有功功率补偿项和无功反馈系数的再整定；加入有功功率补偿项可有效的降低给定有功功率和输出有功功率的差值，大大提高了系统的功角稳定性；同时，利用无功控制环本身固有的有差调节特性，结合并网逆变器的输出电流阈值，实现在电网电压大幅跌落时最大输出电流运行；小幅跌落或抬升时，利用目标电压控制值，实现并网电压的有效控制。本发明专利技术适用于在弱电压支撑电网下各类高频开关自关断器件构成的各类PWM控制的三相逆变装置，该方法在提高系统功角稳定性的同时能够发挥并网逆变器的最大无功支撑电压能力，且具有良好的暂态稳定性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于虚拟同步发电机控制的并网逆变器故障穿越控制方法


[0001]本专利技术属于新能源并网控制
，具体涉及一种基于虚拟同步发电机控制的并网逆变器故障穿越控制方法。

技术介绍

[0002]随着新能源发电装机容量的快速增长，在可预见的将来，我国电力系统将以高比例新能源为主要特征，局部电网甚至将逐步向纯新能源电力系统迈进。部分偏远地区大规模运用新能源同时本地配套火电机组较少，从而使得频率调节以及无功/电压支撑能力较弱，已经形成或即将形成弱同步电压支撑电网系统。随之而来的是电力电子设备的大量接入，导致系统有效转动惯量减少，动态无功储备急剧下降，电网失步、电压崩溃、频率失稳、宽频振荡等安全稳定问题风险加大。
[0003]基于虚拟同步发电机(virtual synchronous generator，VSG)控制的逆变器凭借其自身的特性，在电网逐渐变弱的大背景下可以很好地为电网提供电压和频率支撑，配合虚拟阻抗在一定程度上可以提高弱电网的稳定性，对电网安全稳定运行起着积极作用。传统电网的故障主要包括横向故障和纵向故障，其中横向故障(短路故障)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟同步发电机控制的并网逆变器故障穿越控制方法，包括如下步骤：(1)采集三相电网电压、三相并网点电压以及并网逆变器的三相输出电流、三相并网点电流，通过dq变换确定三相电网电压、三相并网点电压、三相输出电流和三相并网点电流在旋转d
‑
q坐标系中的分量；(2)根据三相并网点电压和三相并网点电流在旋转d
‑
q坐标系中的分量，计算出并网逆变器的输出有功功率P
e
和输出无功功率Q
e
；(3)利用传统的虚拟同步发电机有功频率控制环和无功电压控制环，计算出虚拟同步发电机控制的内电势E和相位θ；(4)监控电网电压幅值U
g
：当U
g
低于0.9pu时，启动故障穿越控制；若U
g
处于0.9pu
‑
1.1pu时，采用正常运行方式运行；若U
g
高于1.1pu时，启动故障穿越控制；(5)当启动故障穿越控制时，虚拟同步发电机的有功频率控制环加入补偿项
△
P及无功电压控制环中无功反馈系数切换为D
q*
；(6)利用电压电流双闭环和虚拟阻抗控制计算得有功轴电压指令和无功轴电压指令然后通过Park反变换得到电压指令在静止α
‑
β坐标系中的分量；进而根据电压指令在静止α
‑
β坐标系中的分量通过SVPWM技术构造得到一组PWM信号以对并网逆变器进行控制。2.根据权利要求1所述的基于虚拟同步发电机控制的并网逆变器故障穿越控制方法，其特征在于：所述的步骤(2)中，通过以下算式计算并网逆变器的输出有功功率P
e
和输出无功功率Q
e
：：其中：U
od
和U
oq
分别为三相并网点电压在旋转d
‑
q坐标系中的d轴分量和q轴分量，I
od
和I
oq
分别为三相并网点电流在旋转d
‑
q坐标系中的d轴分量和q轴分量。3.根据权利要求2所述的基于虚拟同步发电机控制的并网逆变器故障穿越控制方法，其特征在于：所述的步骤(3)中，通过以下算式计算虚拟同步发电机控制的内电势E和相位θ：θ：θ＝∫ωdt其中：P
ref
和Q
ref
分别为给定的有功功率参考量和无功功率参考量，U
ref
为给定控制电压，U
o
为并网点电压幅值，J为虚拟转动惯量，D
q
和D分别为给定的无功反馈系数和虚拟阻尼系数，K为积分系数，ω为虚拟角频率，ω
n
＝31...

【专利技术属性】
技术研发人员：年珩，占领，金萧，王新刚，左雅，周专，崔晓波，徐新宇，
申请(专利权)人：国网新疆电力有限公司，
类型：发明
国别省市：